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Activation of mononuclear phagocytes by phagocytosis of carbohydrate-decorated particles

Research Project

Project/Area Number 20K07542
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 49070:Immunology-related
Research InstitutionTokai University

Principal Investigator

Kojima Naoya  東海大学, 工学部, 教授 (30183338)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords単核貪食細胞 / ファゴサイトーシス / IL-12 / 糖鎖 / リポソーム / 細菌細胞壁 / アクチン / マクロファージ / Liposome / Intact cell wall / mononuclear phagocyte / phagocytosis / actin / lactobacilli / オリゴマンノース被覆リポソーム / Th1免疫応答 / 樹状細胞 / 貪食 / 細胞性免疫
Outline of Research at the Start

申請者は、粒子径1 μmのオリゴマンノース被覆リポソーム(OML)が、単核貪食細胞(MNP)をIL-12の産生を伴ってウイルス感染などに有効な細胞性免疫応答が誘導できるように活性化することを示してきた。しかし、粒子径0.4μmのOMLではMNPの活性化は起こらないことから、OMLの貪食がMNPの活性化に重要であると予想された。本研究課題では、粒子径だけが異なるOMLおよび乳酸菌の細菌の形状を保ったままの細菌細胞壁によるMNPの活性化と免疫応答誘導を検討するなどの研究を実施し、微生物を含む糖鎖提示粒子の糖鎖を介した貪食とMNPの活性化およびそれに引き続く細胞性免疫誘導との関連を明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

Development of vaccines capable of inducing cell-mediated immunity is essential for the prevention of viral infections. Oligomannose-coated liposomes (OML) function as adjuvants that can efficiently induce effective cell-mediated immunity. In this study, using OML and lactobacillus cell walls as glycan-displaying particles, we analyzed the relationship between activation of mononuclear phagocytic cells and glycan-dependent phagocytosis.
We showed that actin remodeling and phagocytosis triggered by glycan recognition by particles with a diameter of 600 nm or larger are essential for the induction of IL-12 and Th1 immune responses by glycan-presenting particles, and clarified that the size and shape of glycan-presenting particles are important factors that determine the direction of immune response.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

研究代表者は、OMLが抗原提示細胞 (MNP) からのIL-12の優先的な産生を誘導できる効率的な細胞性免疫誘導型ワクチンアジュバントとして機能することを示してきたが、糖鎖提示粒子によるMNPからのIL-12の産生誘導には到底の糖鎖だけでなく粒子の形状とサイズが必要があることを見出した。このことは糖鎖提示粒子の大きさと形状が免疫応答の方向性を決定する重要なファクターになっており、粒子上に提示された糖鎖、粒子のサイズと形状を制御することで免疫応答を制御できることを意味している。従って、本成果が細胞性免疫誘導を目的とした新たなワクチン戦略に寄与できる可能性を示したと考えている。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Wall teichoic acid-dependent phagocytosis of intact cell walls of Lactiplantibacillus plantarum elicits IL-12 secretion from macrophages2022

    • Author(s)
      Kojima Naoya、Kojima Shohei、Hosokawa Shin、Oda Yoshiki、Zenke Daisuke、Toura Yuta、Onohara Emi、Yokota Shin-ichi、Nagaoka Masato、Kuroda Yasuhiro
    • Journal Title

      Frontiers in Microbiology

      Volume: 13 Pages: 986396-986396

    • DOI

      10.3389/fmicb.2022.986396

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Importance of particle size of oligomannose-coated liposomes for induction of Th1 immunity2021

    • Author(s)
      Matsuoka Yuko、Onohara Emi、Kojima Naoya、Kuroda Yasuhiro
    • Journal Title

      International Immunopharmacology

      Volume: 99 Pages: 108068-108068

    • DOI

      10.1016/j.intimp.2021.108068

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] L. plantarum の Intact cell walls (ICWs) によるマクロファージの活性化2022

    • Author(s)
      小島直也,横田伸一,長岡正人, 小田慶喜, 黒田泰弘
    • Organizer
      第41回糖質学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Recognition of Cell Wall Teichoic Acids Displayed on Intact Cell Walls of L. plantarum by Murine Macrophages Leads to IL-12 Secretion2022

    • Author(s)
      Kojima Naoya, Touura Yuta, Onohara Emi
    • Organizer
      10th Annual Meeting of the International Cytokine & Interferon Society (Cytokine 2022)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Lactobacillus plantarumの細胞壁テイコ酸に依存したファゴサイトーシスによるマクロファージの活性化2021

    • Author(s)
      細川 伸、小島匠平、横田伸一、小島直也、黒田泰弘
    • Organizer
      日本糖質学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] OMLによる細胞性免疫誘導には糖鎖依存的なファゴサイトーシスによるOMLの取り込みが必要である2021

    • Author(s)
      小野原えみ、松岡祐子、小島直也、黒田泰弘
    • Organizer
      第94回日本生化学会大会,
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Lactobacillus plantarumの細胞壁テイコ酸に依存したファゴサイトーシスによるマクロファージの活性化2021

    • Author(s)
      細川 伸、小島匠平、横田伸一、小島直也、黒田泰弘
    • Organizer
      第94回日本生化学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Induction of IL-12 from murine macrophages by intact particulate cell wall of Lactobacillus plantarum through cell wall teichoic acid-dependent phagocytosis2021

    • Author(s)
      Shin Hosokawa, Naoya Kojima
    • Organizer
      The 50th Annual Meeting of the Japanese Society for Immunology
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Carbohydrate dependent phagocytosis of oligomannose-coated liposomes induces IL-12 production from mononuclear phagocytes2021

    • Author(s)
      Naoya Kojima, Yuko Matsuoka, Yasuhiro Kuroda
    • Organizer
      16th International Meeting of Endotoxin and Innate Immunity Society
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] オリゴマンノース被覆リポソーム(OML)による細胞生免疫誘導にはリポソーム粒子の大きさが重要である2020

    • Author(s)
      小島直也
    • Organizer
      第93回日本生化学会大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Lacobacillus plantarum TUA5099Lのintact cell wallによるマクロファージの活性化2020

    • Author(s)
      細川 伸
    • Organizer
      第93回日本生化学会大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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